JP4934865B2

JP4934865B2 - 位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布製造装置

Info

Publication number: JP4934865B2
Application number: JP2008118107A
Authority: JP
Inventors: 由喜黒岩; 和宏矢部
Original assignee: 株式会社高分子加工研究所
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: JP2009263829A

Description

本発明は、糸の斜交不織布の製造装置に関し、特に、高精度であるにもかかわらず高寿命の装置で、しかも装置をコスト安くでき、生産性もアップできる位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布の製造装置に関する。

糸の斜交不織布または多軸不織布と呼ばれる不織布は、糸がタテ方向に対して斜交している糸を有する不織布で、織物に比較して、斜め方向に補強効果があり生産性も良いことから、種々の分野における製品として量産されるようになってきた。それらの斜交不織布の製造方式は、コンベアの進行方向に左右に所定のピッチで多数の糸掛ピンを左右に備えられている。そして、そのコンベア上を左右にトラバースしている給糸細管を有し、個々の給糸細管から導かれる糸を、左右の糸掛ピンに引っ掛けることによって斜交不織布が製造される（特公昭６２−５４９０４号、特公平３−８０９１１号、特開平８−２０９５１８号、特開２００５−１５９８１号など）。これらの方式で、左右の糸掛ピンに糸を引っ掛けるには、通常、糸が供給される給糸細管が、個々のピンの間を通過してターンすることにより行われる。このピンの間を給糸細管が通過する方式は、ピンの配列の精度を厳密に保つことが要求され、装置費が高いばかりでなく、ピンと給糸細管とが接触することによる衝撃等でピンが折れるなどのトラブルも多く、機械の保守の面からトラブルが多く、生産スピードも上げられなかった。また出来た製品面でも、高密度に斜め糸が配列した不織布は、ピン間の精度が上げられないため製造が困難であった。また、製品巾の変更のため、左右のピン間隔を変更すると、ピン間隔に狂いができ、その調整に非常に時間を要する問題点もある。さらに、近年の装置の大型化、高速化のためには、ピンの数も増えて、ピン間の精度がますます重要になってきており、その調整に時間と費用がかかるという問題点もあった。

特公昭６２−５４９０４号公報（第５−７頁、第１図）。特公平３−８０９１１号公報（第５−７頁、第１図）。特開平８−２０９５１８号公報。特開２００５−１５９８１号公報。

本発明は、上記従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、ピンの配列の精度を厳密に保つことを可能にし、従来の高精度を保つために装置費が高くなることを回避し、ピンと給糸細管とが接触することによる衝撃等でピンが折れるなどのトラブルを少なくし、機械の保守の面からトラブルが少なく、生産スピードも上げられる斜交不織布製造装置を可能にすることにある。また他の目的は、製品の巾変更を容易にし、装置の大型化や高速化を可能にする斜交不織布製造装置とすることにある。

本発明は上記の目的を達成するためになされたものであって、進行方向に所定のピッチで多数の糸掛ピンを左右に備えたコンベアを有し、そのコンベア上を左右にトラバースしている給糸細管から導かれる糸を、左右の糸掛ピンに引っ掛けることによる糸の斜交体の製造装置において、糸掛ピンがコンベア上で複数のピン保持架台上に分割して装着されており、ピン保持架台間にピン間隔より狭いスペースが設けられ、ピン保持架台をコンベアの進行方向へ移動して位置を微調整できるように構成されている、位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布の製造装置に関する。また本発明は、前記ピン保持架台に長穴が開けられており、この長穴により前記コンベアとピン保持架台が連結具により接合され、ピン保持架台が長穴に沿って移動させられることにより前記微調整が行われる、前記糸の斜交不織布の製造装置に関する。また本発明は、前記コンベアがタイミングベルトからなる、前記位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布製造装置に関する。さらに本発明は、前記コンベアが円筒からなる、前記位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布製造装置に関する。

本発明は、糸の斜交不織布に関する。本発明に使用される糸の種類としては、マルチフィラメント、紡績糸、テープヤーン、モノフィラメント、スプリットヤーンなど広い意味での糸であれば使用でき、また、通常は糸には含められないトウの束も、本発明の糸に含めて使用される。これらの糸の単糸テックスには、特に制限はなく、極細繊維や超極細繊維と呼ばれるものも使用できる。これらの極細繊維など従来の方式では、ケバや生じ易かったり、糸が傷みやすいものでは、使用が困難であったが、本発明では使用できるのが特徴である。また、これらの糸が、接着成分を有する複合繊維や接着繊維を含有するものであることが特に好ましい。接着性を有する糸であることにより、斜交不織布の糸間の接合が非常に容易になるからである。糸が接着性を有さない場合でも、糸を斜交させる前または後で、接着剤を付与する方式や、また接着性を有する紙や不織布等の他のウェブと接合することで、斜交形態を維持させることができる。

本発明は、糸の斜交不織布の製造方法および製造装置に関する。糸の斜交不織布は、斜めの糸成分を有する不織布で、３軸不織布、４軸不織布等の多軸不織布も含まれる。これらの斜交不織布の製造方法において、進行方向に所定のピッチで多数の糸掛ピンを左右に備えたコンベアを有する。そのコンベア上を左右にトラバースしている給糸細管を有し、その給糸細管から導かれる糸を、左右の糸掛ピンに引っ掛けることによって糸の斜交体を製造する。コンベア上に、左右のピンを有しないタイプの斜交不織布の製造手段もあるが、斜交糸のピッチや配列が乱れ、製品姿として乱雑なものしか製造できない。

本発明の斜交不織布の製造手段は、進行方向に所定のピッチで多数の糸掛ピンを左右に備えたコンベアを有することを特徴とする。本発明におけるコンベアとは、多数本のピンを移動させる手段であり、ベルトにピンを植えたベルト方式や、チェインにピンを取り付けたチェイン方式によるものもあり、また、円筒の両端にピンを植えたものなども使用される。これらのコンベアは、エンドレスに循環するものであることが望ましい。

本発明においては、糸掛ピンがコンベア上で複数のピン保持架台上に分割して装着されていることを特徴とする。このピン保持架台間は、ピン間隔より狭いスペースが設けられており、このピン保持架台をコンベアの進行方向へ移動して位置を微調整できるように、ピン保持架台間にスペースが設けられている。なお、進行方向とは、プラス方向ばかりでなく、マイナス方向もとることができる。

糸掛ピンが装着されているピン保持架台の微調整手段は、ピン保持架台にコンベア進行方向へ長い長穴が開けられ、この長穴によりコンベアとピン保持架台が連結具により接合され、ピン保持架台が長穴に沿って移動させられることにより行われる。連結具はナットなどのネジ孔へボルトなどのネジ山によって締めつけることによる連結や、割ピンやスプリングピンなどの連結ピンによって行うこともできる。

本発明におけるコンベアは、タイミングベルトであることが特に望ましい。タイミングベルトは、チェインやＶベルトに比較して伸びが小さく、また走行速度が各部分で一定であり、各部分毎に糸掛ピンの位置の精度が保たれるからである。但し、タイミングベルトは、通常のＶベルトやチェインなどと比較して高精度であるが、それでも、コンベアを一周させて、各部分のピンで全て１００分の１ｍｍ以下の精度を保つことは困難であり、またピンの位置の調整に長時間を要していた。特に、高密度にピンが並ぶ場合は、その精度は非常に重要になる。本発明では、これらの各部分での１００分の１以下の微調整ができるようになったので、機械製作も容易になり、また調整の時間も大幅に減少できた。

本発明におけるコンベアの他のタイプとして、円筒でも使用される。円筒を形成しているコンベアは、通常円筒シリンダの両端にピンを立てたものであり、リジットな固体にピンが植えられているので、ピンの精度が狂うことが少なく、また、ピンが円筒状に循環するので、省スペースであることも特徴である。しかし円筒であっても、各部分において糸掛ピンの植え込む精度が問題になり、一度植え込むと、給糸ガイドのトラバースとの間の精度が問題となる。本発明では、これらの各部分での１００分の１以下の微調整ができるようになったので、機械製作も容易になり、また調整の時間も大幅に減少できた。

本発明は、給糸細管から導かれる糸を左右にトラバースすることにより、左右のコンベア上の糸掛ピンに引っ掛けることにより、糸の斜交体を製造する手段であることを特徴とする。給糸細管は、斜交させる個々の糸を位置の精度よく個々のピンの位置に運んでいくための糸の位置決めガイドであり、必ずしも管である必要はなく、スネイルワイヤやコーム等でもよく、それらも本発明に含有されるが、正確に位置が決まるので、管状であることが望ましい。

生産性を向上させるため、トラバースする給糸細管は、通常複数本で構成され、これらの複数の給糸細管が給糸ガイドに固定され、給糸ガイドが左右にトラバースすることによって、個々の給糸細管がコンベア上を左右にトラバースする。給糸ガイドは、通常、数本から数十本の給糸細管を保持する。この給糸ガイドが多数の糸掛ピン間を通過する際、糸掛ピンと給糸細管が接触することを避けるために、糸掛ピンのピン間の位置の精度を微調整できることが本発明の特徴である。

本発明は、ピンの配列の精度を厳密に保つことを可能にし、糸掛ピンと給糸細管とが接触することによる衝撃等でピンが折れるなどのトラブルを少なくできる。また、機械の保守の面からトラブルが少ない。また、これらのトラブルもないので、生産スピードも上げることができる。また、製品の巾変更を容易にし、装置の大型化も可能にした。さらに、従来の問題点から不可能であった、糸間ピッチの狭い高密度の製品をも可能にした。さらに本発明は、小本数の糸掛ピンからなる高精度のピン保持架台を量産すればよいので、全てのピンの全体を高精度に保つ必要がある従来方式に比較して、装置の製作が容易でコストが安い。従来方式では、エンドレスベルトにおける１周してきた繋ぎの部分における精度が特に問題であったが、本発明ではその部分も微調整できる。

以下本発明を図面で示す実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の糸の斜交装置の例を、３軸不織布の例を平面図で示す。糸１ａ、１ｂ、１ｃ、・・・が糸の繰り出し手段から給糸ガイド２によって保持されている給糸細管３ａ、３ｂ、３ｃ、・・・に供給されている。本装置において、コンベア４ａ、４ｂが、進行方向左右に配置されており、そのそれぞれのコンベア４ａ、４ｂ上に、所定のピッチで糸掛ピン５ａ、５ｂが配置されている。その糸掛ピン５の上にコンベアを横切る１組の平行に配置されたネジ１１ａ、１１ｂ（ネジは円筒カムでもよい）を配置し、それぞれのネジ１１がサーボモータ１２で正転、逆転できるように構成されている。この１組のネジ１１に両端を支えられているトラバース具１３が、ネジ１１ａ、１１ｂの回転により、このネジ１１ａ、１１ｂに沿って、コンベア４ａ、４ｂ間をトラバースする。コンベア４に植えられた糸掛ピン５のピッチと同ピッチで、タテ方向一列に多数本の給糸細管３を有する給糸ガイド２は、トラバース具１３と一体的に取り付けられ、コンベア４ａ、４ｂ間を往復する。なお、コンベア４を横切る軌道１４を設けることができ、そのタテ方向となす角度α（この図では９０度）を変更することにより、後述の種々の形態の斜交不織布とすることができる。

図示してはいないが、コンベア４の速度と給糸ガイド２の往復速度は、給糸ガイド２の一往復の間に、その給糸細管３と同数の糸掛ピン５が進行するように駆動装置にて定められ、給糸ガイド２の給糸細管３に供給された多数本の糸１は、それぞれコンベア４の左右の糸掛ピン５ａ、５ｂにジグザグ形に引っ掛けられて、コンベヤ４上に互いに交差した糸の斜交体１５を形成する。斜交体１５の上下面または片面にタテ糸１６を供給して、このタテ糸１６によって斜交体１５を糸掛ピン５ａ、５ｂから外す前、または後で糸の交点を接着固定して、多軸不織布とする。

また、給糸ガイド２には、センサー１８が設けられており、ネジ１１の保持具の糸掛ピン５の近傍にもセンサー１９ａ、１９ｂが設けられており、サーボモータ１２の駆動によりセンサー１８が、センサー１９に近づくと、給糸ガイドの速度が低下し、糸掛ピン５の上を通って糸１が糸掛ピンに引っ掛けられる際には低速で精度よく引っ掛けられるようにすることができる。そのようにすることで、センサー１９ａ、１９ｂ間は特に厳密な精度は要しないので、超高速で運転でき、全体としてのライン速度をアップすることができた。

図１では、αが９０度で示してあり、その場合は、斜交する糸１はタテ糸１６に対し互いに等しい角度で逆斜め方向に交差した斜交体となり、これにタテ糸１６が接合することにより、３軸不織布が得られる。また、αを６３．５度で走行するように構成された給糸ガイドと、別にコンベア上にもう一つ設けられたαが−６３．５度で走行する給糸ガイド機構を設けることにより、４軸不織布の製造装置とすることができる。また、αの角度を、他の種々の角度にすることによって、種々の形態の斜交不織布とすることができる。

斜交不織布１５は、多数本の糸１を多数の給糸細管３に供給して、給糸ガイド２をトラバースさせることにより、多数の糸１を同時にジグザグと斜交させて行く。この装置の両サイドで循環しているコンベア４ａ、４ｂには、多数の糸掛ピン５が装着されており、給糸ガイド２のトラバースによって給糸細管３から供給される糸が、この多数のピン５に引っ掛けられて斜交する糸群が形成される。本発明においては、この左右のコンベア４ａ、４ｂに設けられた多数のピン５が、ピン保持架台６ａ、６ｂ、６ｃ、・・・上に分割して装着されていることを特徴とする。

図２は、本発明における糸の走行過程における給糸細管３と糸掛ピン５との相対関係を示す。図Ａは、本発明の循環ベルトとしてタイミングベルト２１が使用され、そのタイミングベルト２１上における装置の断面図である。図Ｂは、図Ａのタイミングベルト２１部分の平面図である（図Ｂでは、給糸ガイドや給糸細管は示していない）。給糸細管３ａ、３ｂ、３ｃ・・・が、糸掛ピン５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの間を通過している。このように糸掛ピン５の配列の精度、給糸細管３の位置や傾きなど、僅かな狂いも許されず、また、操業上、長い期間に渡ってその精度を維持することは、実際の装置では、糸掛ピン５や給糸細管３の数が多いので、非常に困難である。特に高速運転は、機械の振動も加わり、精度維持がさらに困難である。糸掛ピン５と給糸細管３の接触は、ピンの折れや給糸細管３の破損につながり、運転続行を困難にする大きなトラブルになる場合が多く、従来は、糸掛ピン５のピン間隔をあまり狭くすることができなかった。本発明では、これらの糸掛ピン５がピン保持架台６ａ、６ｂ、６ｃ上に分割して保持されている。糸掛ピン５は、ピン保持架台６にネジによって固定されてもよいし、ピン保持架台６に単に穴を開け、そこに糸掛ピンを差込み、ホットメルト接着剤等の接着剤で固定することもできる。そしてそれぞれのピン保持架台６は、ボルト２２とナット２３、ワッシャー２４によって、タイミングベルト２１に固定されている。

図２におけるＢ図は、タイミングベルト２１上のピン保持架台６ａ、６ｂを平面図で示す。ピン保持架台６には、長穴２５ａ、２５ｂが開けられており、ボルト２２ａ、２２ｂによってタイミングベルト２１に固定されている。図Ａ、図Ｂにおけるボルト２２の頭側にもワッシャーが用いられるが、図では省略してある。ピン保持架台６ａ、６ｂ、６ｃ間には、ギャップＧ１、Ｇ２があり、ボルト２２を緩めることにより、このギャップＧ１、Ｇ２を微調整して、糸掛ピン５のコンベア進行方向における位置を微調整することができる。このような微調整機構がないと、不具合の位置にある糸掛ピンを調整する手段がない。また、わずかなベルトの伸びや左右のベルトの長さの差などが、ベルト１周で蓄積されて大きな誤差となり、上記のような種々の問題点が生じる。また、不具合のある糸掛ピン５をピン保持架台６ごと取り替えることもできる。図Ａ、Ｂにおけるピン保持架台６の線２６よりピン側は段差があって高くなっており、ボルト２２の頭が給糸細管３のトラバースには支障がないようになっている。本発明では、ピン保持架台６ａ、６ｂ間のギャップＧ１、Ｇ２を調整していくことにより、上記の問題点を解決することができた。ピン保持架台６上の糸掛ピン５の数は、糸掛ピン５のピッチが粗い場合は、糸掛ピン５の数を増やし、ピッチが密な場合は、糸掛ピン５の数を減らし、細かな微調整ができるようにする。

図３は、本発明における３軸不織布の製造装置の他の例であり、糸掛ピンを運搬するコンベアとして、円筒を使用した例で、図Ａでは円筒３１の一部のみを断面図で示す。円筒３１の両サイド（図では奥側に見える片側のみを示す）に糸掛ピン３２が等分割に一定ピッチで植えられている。その円筒３１の曲面上を、給糸ガイド３３がトラバースしており、その給糸ガイド３３に設けられた給糸細管３４ａ、３４ｂ、３４ｃ・・・には、糸１が供給されている。糸１は、給糸ガイド３３のトラバースによって、糸掛ピン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、・・・間を通過する。本発明では、給糸ガイド３３のトラバースに際して、給糸細管３４の先端が形成する円弧の形状Ｒは、円筒のなす円弧に沿った形状でることが望ましい。円弧に沿った形状とは、円弧をなす円の半径がほぼ同じであることを意味し、半径の差が少なくとも２０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１５％以下であり、１０％以下であることが最も好ましい。

本発明においては、糸掛ピン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、・・・は、ピン保持架台３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、・・・上に分割して保持されている。そして、それぞれのピン保持架台３５は、ボルト３６ａ、３６ｂと、ワッシャー３７ａ、３７ｂによって円筒シリンダ３１に開けられているネジ穴３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、・・にねじ込まれることによって固定される。図Ｂは、ピン保持架台３５の平面図で、長穴３９ａ、３９ｂが開けられており、そこの穴を通じて、ピン保持架台３５は、ボルト３６ｂ、３６ｃにより、円筒シリンダ３１に固定されている（図Ａのワッシャー３７は省略して示す）。糸掛ピン３２の円筒３１の回転方向における位置は、ボルト３６を緩めて位置を微調整して固定することにより、ピン保持架台３５ａ、３５ｂ、３５ｃ間のギャップＭ１、Ｍ２、Ｍ３を微調整することによっておこなわれる。

図４は、本発明における斜交不織布の例である３軸不織布の製品の糸の配置形態を示す。点線で示す多数のタテ方向の糸４１ａは、本発明の３軸不織布の裏面に位置する糸であり、一点破線で示すタテ方向の多数の糸４１ｂは、３軸不織布の表側に位置し、そのタテ糸４１ａとタテ糸４１ｂの２群の糸群で、互いに斜行する糸群４２ａと４２ｂを挟んでいる。図では解り易くするために、糸群４２ａ、４２ｂは、すべて一本の線で示してあるが、それぞれ幅のはるテープや太い糸を使用することができる。タテ糸４１ａ、４１ｂと斜行する糸４２ａ、４２ｂとの接合は、タテ糸４１ａ、４１ｂまたは斜交する糸４２ａ、４２ｂが加熱接着性を有する芯鞘複合糸やサイドバイサイド複合糸であれば、図１や図３の装置で、図４の形態に組み上がった状態で加熱して接合し、図４の形態を維持した３軸不織布とすることができる。また、図１や図３の装置で、図４の形態の不織布に組み上がった後、エマルジョン等の接着剤を付与して、図４の形態を維持することもできる。

図５は、本発明における斜交不織布の例である４軸不織布の製品の糸の配置形態を示す。図Ａは、４軸に多数のタテ糸４１ａ、４１ｂと、斜行する多数のヨコ糸群４３ａ、４３ｂとからなる４軸構造の糸配置の例である。図Ｂは、その一群のヨコ糸群４３ａの走行パターンを示しており、その１本を太く示すことで、走行パターンをわかり易くした。このＢ図のヨコ糸群４３ａと対称的に走行するヨコ糸群４３ｂと、タテ糸群４１ａ、４１ｂから４軸不織布は構成される。糸群間の接合は、図４に関する説明で述べた接合手段と同様な手段を用いることができる。

図４、図５におけるタテ糸３１がなく、その代わり紙、フィルム、不織布等で置き換えた紙等の補強材として使用できる斜交不織布にも使用できる。その場合、その紙等に接着剤等を付与して、紙等と糸４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂを接合することができる。また、図４、５の構造の多軸不織布に紙等を組み合わせて、紙等の補強用不織布とすることもできる。

補強用不織布として、作業用資材、特に紙、フィルムの補強用として使用される。また、単体としても、ネット状不織布として、包装資材や農業用資材としても使用される。

本発明の糸の斜交不織布製造装置の例を、平面図で示した。糸の斜交手段における給糸細管と糸掛ピンの関係を、モデル的に示し、Ａ図は断面図、Ｂ図は平面図で示す。本発明における斜交不織布製造装置の他の例を、Ａ図は断面図、Ｂ図は平面図で示す。本発明による糸の３軸不織布における糸の配置をモデル的に示す。本発明による糸の４軸不織布における糸の配置をモデル的に示す。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ：糸、２：給糸ガイド、３ａ、３ｂ、３ｃ：給糸細管、
４：コンベア、５ａ、５ｂ、５ｃ：糸掛ピン、６：ピン保持架台、
１１ａ、１１ｂ：ネジ、１２：サーボモータ、１３：トラバース具、
１４：軌道、１５：斜交体、１６：タテ糸、１７：先行する斜行糸、
１８、１９ａ、１９ｂ：センサー。
２１：タイミングベルト、２２：ボルト、２３：ナット、
２４：ワッシャー、２５：長穴、２６：境界線、
Ｇ１、Ｇ２：ギャップ。
３１：円筒、３２：糸掛ピン、３３：給糸ガイド、３４：給糸細管、
３５：ピン保持架台、３６：ボルト、３７：ワッシャー、
３８：ネジ穴、３９：長穴、Ｍ１、Ｍ２：ギャップ。
４１ａ、４１ｂ：タテ糸、４２ａ、４２ｂ：斜交糸、
４３ａ、４３ｂ：４軸不織布における斜交糸。

Claims

進行方向に所定のピッチで多数の糸掛ピンを左右に備えたコンベアを有し、該コンベア上を左右にトラバースしている給糸細管から導かれる糸を、左右の該糸掛ピンに引っ掛けることによる糸の斜交体の製造装置において、
該糸掛ピンが該コンベア上で複数のピン保持架台上に分割して装着されており、
該ピン保持架台間にピン間隔より狭いスペースが設けられ、該ピン保持架台を該コンベアの進行方向へ移動して位置を微調整できるように構成されている、
位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布の製造装置。
前記ピン保持架台に長穴が開けられており、該長穴により前記コンベアと該ピン保持架台が連結具により接合され、該ピン保持架台が該長穴に沿って移動させられることにより前記微調整が行われる、請求項１の糸の斜交不織布の製造装置。
前記コンベアがタイミングベルトからなる、請求項１の位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布製造装置。
前記コンベアが円筒からなる、請求項１の位置微調整型糸掛ピンを有する糸の斜交不織布製造装置。